Energy detector of stochastic signals in noise uncertainty

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorBuhaiov, M. V.
dc.date.accessioned2024-03-20T05:31:20Z
dc.date.available2024-03-20T05:31:20Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractWide use of software-defined radio has led to a significant sophistication of electronic environment. This is mainly due to ability of generation signals of almost any shape. To detect signals with an unknown dynamic frequency-time structure, it is advisable to use advanced energy detector algorithms. The purpose of this article is to automate processes of stochastic signals detection and time parameters estimation under the conditions of unknown frequency-time structure of signals and noise power. The essence of proposed method is to detect and track temporal energy changes averaged over L samples of received signal in selected frequency channel. Threshold value for a given probability of false alarm is calculated using current estimates of signal power. This threshold is dynamic and is refined only in time intervals free from the signals. In those time windows where energy exceeds threshold, a decision is made about the presence of a signal. An algorithm for detecting stochastic signals is proposed. If a signal is present at the initial moment of time, proposed algorithm can detect only its end by a sharp decrease of signal energy. After that, new noise level is estimated and threshold value is refined. Detection curves of proposed algorithm are obtained. It is shown that when number of samples L is increased by an order, the gain in signal-to-noise ratio in signal detection is about 4 dB. The maximum value of correct detection probability of a pulse signal is achieved with the same pulse duration and the length of the integration interval. Compared to method of signal smoothing with moving average window, proposed method has less computational complexity, simplifies the search for signal time boundaries, and gives smaller errors in signal duration estimates. Recommendations for the implementation of developed algorithm are formulated.
dc.description.abstractotherМетою даної статтi є автоматизацiя процесiв детектування стохастичних сигналiв та оцiнки часових параметрiв за умов невiдомої частотно-часової структури сигналiв та потужностi шуму. Суть запропонованого методу полягає у виявленнi та вiдстеженнi усереднених за L вiдлiками сигналу часових змiн енергiї прийнятого сигналу в обраному частотному каналi. Порогове значення для заданої ймовiрностi помилкової тривоги розраховується з використанням поточних оцiнок потужностi сигналу. Цей порiг є динамiчним i уточнюється лише у вiльних вiд сигналiв iнтервалах часу. У тих часових вiкнах, де енергiя перевищує порiг, приймається рiшення про наявнiсть сигналу. Запропоновано алгоритм детектування стохастичних сигналiв. Якщо сигнал присутнiй у початковий момент часу, запропонований алгоритм може виявити лише його кiнець за рiзким зменшенням енергiї сигналу. Пiсля цього оцiнюється новий рiвень шуму та уточнюється порогове значення. Отримано кривi виявлення стохастичного сигналу з використанням запропонованого алгоритму. Показано, що при збiльшеннi кiлькостi вiдлiкiв L на порядок виграш у вiдношеннi сигнал/шум при виявленнi сигналу становить близько 4 дБ. Максимальне значення вiрогiдностi правильного виявлення iмпульсного сигналу досягається при однаковiй тривалостi iмпульсу та довжинi iнтервалу iнтегрування. Запропонований метод має меншу обчислювальну складнiсть порiвняно з методом згладжування сигналу з ковзним середнiм вiкном, спрощує пошук часових границь сигналу та дає меншi похибки в оцiнках тривалостi сигналу. Сформульовано рекомендацiї щодо впровадження розробленого алгоритму.
dc.format.pagerangePp. 32-40
dc.identifier.citationBuhaiov, M. V. Energy Detector of Stochastic Signals in Noise Uncertainty / Buhaiov M. V. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 94. – С. 32-40. – Бібліогр.: 14 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2023.94.32-40
dc.identifier.orcid0000-0003-0899-9843
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/65647
dc.language.isoen
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 94
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectstochastic signal
dc.subjectenergy detector
dc.subjecttime parameters
dc.subjectfrequency channel
dc.subjectnoise level
dc.subjectthreshold
dc.subjectintegration interval
dc.subjectстохастичний сигнал
dc.subjectдетектор енергiї
dc.subjectчасовi параметри
dc.subjectчастотний канал
dc.subjectрiвень шуму
dc.subjectпорiг
dc.subjectiнтервал iнтегрування
dc.subject.udc621.3:519.2
dc.titleEnergy detector of stochastic signals in noise uncertainty
dc.title.alternativeДетектор енергiї стохастичних сигналiв в шумовiй невизначеностi
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
1954-5898-1-10-20231230.pdf
Розмір:
1.06 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 94